110kV SF6氣體絕緣電器常見運行特點

摘 要：本文針對110kV及以上SF6氣體絕緣設備與常規空氣絕緣設備在運行的不同之處進行探討，主要探討SF6氣體壓力條件對設備的影響，110kV及以上SF6氣體絕緣設備操作方式的設計思路，就地遠方開關與常規的不同設置方式。

關鍵詞：110kV氣體絕緣電器；110kV GIS操作；SF6報警壓力；就地遠方開關

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.186

0 引言

由于110kV 以上電壓等級高，需要的絕緣水平更高，戶外敞開式設備占地面積比較大，六氟化硫（SF6）氣體絕緣電器由于設備體積小，在寸土寸金的大城市和一些施工場地比較限制的山區得到了用戶的喜愛，今年來使用范圍不斷擴大。相較于空氣絕緣的設備，110kV及以上SF6氣體絕緣設備運行有所區別特點，現在就對其運行特點作一些探討。110kV SGF6氣體絕緣設備在下文中簡稱110kV GIS，220kV等電壓等級的設備的原理與110kV的設備原理基本一致，不重復討論。

1 SF6氣室壓力條件在110kV GIS中的作用

110kV GIS的體積相較于敞開式設備縮小，主要的依據的也是SF6氣體帶來的絕距離的變化， 110kV GIS絕緣和滅弧是靠SF6氣體，在一定范圍內，SF6的密度增大，絕緣距離變小，設備體積也相應的縮小，110kV GIS設備是靠壓力來衡量密度的。

110kV GIS氣室分為兩類，一類是斷路器滅弧室所在的氣室簡稱斷路器氣室，第二類是除了斷路器氣室所在的氣室，一般含母線氣室、避雷器氣室、套管氣室、電壓互感器氣室等，具體劃分的規則，各個廠家都會依據自身設備的特性而有所不同。但是此兩類氣室條件對斷路器的操作是有所影響的。

1.1 斷路器氣室SF6壓力條件對斷路器操作的影響

斷路器氣室一般有兩級報警壓力：1）斷路器氣室二級壓力閉鎖信號。2）斷路器氣室壓力一級報警信號。在氣室壓力降低過程中，先報一級報警信號，壓力繼續降低一個過程后報二級閉鎖信號。

第一個信號是斷路器氣室壓力二級閉鎖信號。此閉鎖信號是一個很重要的信號。當斷路器發出斷路器壓力二級閉鎖信號的時候，是一個很嚴重的信號，如果不妥善處理會導致嚴重事故。

斷路器氣室發出氣室壓力二級閉鎖信號，代表著當前110kV GIS的斷路器SF6的密度達到不到滅弧或絕緣的要求，操作斷路器不能滅弧，繼續帶電絕緣距離不夠，隨時會爆炸，需要立馬停下斷路器進行充氣檢修等工作。因此有斷路器氣室壓力二級閉鎖信號發出的時候，需要通過上級停電各種措施來停止斷路器的運行。斷路器的分合閘回路監視是需要串入SF6氣室壓力條件的。

很多運行人員很疑惑，35kV開關在報二級報警信號的時候可跳開斷路器，因為35kV的SF6開關柜內一般是真空斷路器，不是靠SF6來絕緣滅弧的，假設35kV斷路器用的是SF6滅弧，那斷路器氣室壓力二級的時候也是不能跳開斷路器。

第二個報警信號是斷路器氣室壓力一級報警信號，此壓力報警信號，相對斷路器二級報警信號高，在此信號下，斷路器是可以安全運行的，此信號比閉鎖信號更早報警，提醒運行人員及時的補氣。在一級和二級之間一般有個相對的時間，操作人員如果抓住這段時間及時補氣，則可以避免本身停電。

1.2 其他氣室SF6壓力條件對斷路器操作的影響

除了斷路器氣室外的壓力報警信號也是一樣分成兩級的，一個較低的氣室壓力二級報警，一個較高的氣室壓力一級報警信號。當其他氣室壓力發出二級報警信號的時候，而斷路器氣室壓力正常的時候，報警氣室的SF6的壓力不足以承受絕緣。此時如果是出現套管或者避雷器等氣室可以通過切除本身斷路器，如果是母線氣室壓力報警則需要停掉整條母線來避免更大的事故。如果發出其他氣室壓力一級報警信號，則需要及時的補充氣體，不需要操作斷路器或其他停電方式來處理。

1.3 SF6環境在線監測信號

室內的SF6氣體絕緣組合電器一般在運行中還有個報警信號SF6環境在線監測信號，他不屬于SF6氣體絕緣組合電器的本身，但運行人員時刻會碰見的。此信號監視的是組合電氣所在的室內的含氧量是否符合人安全進入要求，如果室內的SF6的氣體的濃度過大，就會造成運行人員的窒息。故運行人員一般在進入設備所在的房間前一定需要仔細觀看此信號，確認安全后才能進入。

2 SF6氣體絕緣組合電器的操作方式不同

對于一般的戶外敞開式設備，操作設備一般有兩個位置，一個是就地操作（手動操作），另外一個是遠方操作，此操作一般是電動機構才有。35kV的隔離開關或接地開關一般是手動小車的機械操作。但是對于SF6氣體絕緣組合電器有三個操作位置，第一個是在本體上用機械手柄來操作，第二個是在就地控制柜內的操作，第三個就是遠方操作。

2.1 110kV GIS斷路器操作的設置

110kV GIS斷路器的操作方式只有兩種：斷路器在就地控制柜上電動操作，和遠方操作；很有特色的是他并不設置機構本體機構箱的操作。如果有斷路器的緊急分閘操作是需要在斷路器就地控制柜上操作分閘。不設置本體機構箱的緊急操作的原因有兩點：1）斷路器在操作前世需要判斷斷路器氣室SF6壓力是否符合要求，此一般是一個壓力表的觸點串在分合閘的電動回路里。采用電動操作，觸點才能起到相應閉鎖作用，避免事故。2）SF6斷路器的滅弧室整體包裹在斷路器的殼體內，殼體是不透明看不見一次設備的動觸頭的位置。斷路器的位置上靠輔助觸點來判斷的。不存在著明顯看到一次動觸頭動作不到位，用機械搖柄等讓分合到位的操作。故110kV及以上的SF6斷路器操作機構上特意不設置緊急機械分閘裝置。機構上沒有緊急機械分閘的裝置，斷路器的就地控制柜上就相應增加了電動分合閘開關。在SF6就地控制柜商，分閘條件和簡單，只串斷路器自身的條件如SF6的壓力，不會存在其他的條件，故緊急分閘操作是用戶是在就地控制柜上完成。

2.2 110kV GIS隔離開關、接地開關、快速接地開關的操作設置

110kV GIS隔離開關正常的操作在斷路器斷開的情況下，不存在著滅弧要求，因此可以有三種操作方式：1）遠方電動操作。2）GIS就地控制柜操作。3）本體上用機械搖柄操作。有用戶擔心檢修期間機械和電動同時操作，國產廠家一般是在機構箱內二次回路內設小空開，手動操作時候斷開空開；合資和進口開關廠家，機構箱比較緊湊，他們習慣電動回路上設置閉鎖裝置，在手柄插入時，直接斷開電動回路。外國用戶喜歡在110kV GIS就地控制柜商，就地遠方轉換開關增加一個零位，就地遠方轉換開關打在零位，才插入機械手柄，此時零位會把所有的電動回路斷開，增加一重保險。

隔離開關的電動操作在遠方電動操作是十分常見，但有一些地區習慣是地刀不遠方操作，因為合地刀的時候一般是處于檢修狀態。

2.3 五防系統的配置不同

如果是戶外敞開式的110kV 隔離開關設備，一般是配鎖頭式電子五防鎖具，掛鎖在操作手柄。而110kV GIS的就地五防鎖一般是一排的電磁鎖具安裝在控制柜面板上，斷路器、隔離開關、接地開關按設備每一個設備都有一個自身的鎖具，而不在就地控制門上掛鎖。

3 就地遠方轉換開關的配置不同

經常有運行人員要求每個隔離開關配一個就地遠方轉換開關，這種要求源于110kV 空氣絕緣的設備（簡稱AIS ）的運行習慣。一個傳統的AIS，一般是一個隔離開關或一個接地開關配置一個就地遠方轉換開關，這是由于他自身的特性決定的。AIS設備的距離相對遠，一把刀閘或地刀單獨的配一個就地遠方轉換開關，如果他們的就地遠方轉換開關要共用，需要在不同的設備間拉很長的電纜，不容易實現。因此他們會采用掛就地五防鎖等方式來保證，操作時候各個開關的準確操作。

110kV GIS的同一間隔隔離開關、接地開關、斷路器共用同一面就地控制柜。 110kV GIS的隔離開關都是電動操作，如果把各個隔離開關各自帶一個就地遠方轉換開關，存在著檢修的時候就地操作隔離開關時，遠控信號過來操作地刀，就不符合五防要求了。另就地柜的面板的空間很緊湊，沒有足夠的空間擺放太多的轉換開關，想按AIS的做法把就地遠方轉換開關分開是不能現實的。一般就地遠方轉換開關分為三類：1）斷路器同隔離開關、接地開關的重要程度不同，斷路器單獨配置一個就地遠方轉換開關。2）隔離開關、接地開關一般共用一把就地遠方轉換開關。3）母線設備如母線PT前的隔離開關和母線接地開關，一般共用一把就地遠方轉換開關。如果兩個母線設備在同一個控制柜內，則兩組母線設備各自配置一個就地遠方轉換開關。因為共用一面柜子，五防鎖也無法對每把隔離開關進行掛鎖，因此一般是采用五防電編碼鎖形式，把五防鎖的串在就地操作回路上。

4 小結

以上僅對110kV GIS一些比較常見的特點做了一點探討，每個地區還會有自身的要求，每個工程還會有自身的特點，就不一一細化。

作者簡介：朱翠嵐（1983-），女，福建人，本科，主要從事110kV至550kV 六氟化硫組合電器工程設計工作。